Question

【題目】甲醇(CH3OH )是一種用途廣泛的基礎(chǔ)有機原料和優(yōu)質(zhì)燃料。

（1）甲醇可以在銅作催化劑的條件下直接氧化成甲醛(HCHO)

①基態(tài)Cu原子的價層電子的軌道表達(dá)式為_____,其核外電子共占據(jù)_____個能級。

②甲醇和甲醛中碳原子的雜化方式分別為_____,其組成元素的電負(fù)性由小到大的順序為________.

（2）在一定條件下,甲醇(沸點64.7℃)可轉(zhuǎn)化為乙酸甲酯(CH3COOCH3,佛點57.1℃)

①乙酸甲酯分子中心鍵和節(jié)鍵的個數(shù)之比為_________；

②甲醇與乙酸甲酯的混合物因沸點接近而不易分離，工業(yè)上用蒸餾的方法分離二者時常先加適量水,理由為______________。

（3）科研團(tuán)隊通過皮秒激光照射懸浮在甲醇溶液中的多臂碳納米管合成T一碳,T-碳的晶體結(jié)構(gòu)可以看成金剛石晶體中每個碳原子被- 一個由四個碳原子組成的正四面體結(jié)構(gòu)單元取代,如圖所示。

①T-碳與金剛石互稱為_________;一個T-碳晶胞中含有______個碳原子。

②T-碳的密度非常小,約為金剛石的一半。試計算T-碳晶胞的邊長和金剛石品胞的邊長之比為________。

Answer 1

【答案】 7 sp3、sp2 H、C、O 10：1 乙酸甲酯不易與水形成氫鍵，而甲醇易與水形成氫鍵使甲醇沸點升高，使得乙酸甲酯容易從混合物中蒸出 同素異形體 32 2:1

【解析】（1）①Cu元素為29號元素，原子核外有29個電子，所以核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1，，價層電子的軌道表達(dá)式為，其核外電子共占據(jù)7個能級；②甲醇中碳原子的雜化方式為 sp3，而甲醛中碳原子的雜化方式為 sp2，元素非金屬性越強電負(fù)性越大，則其組成元素C、H、O的電負(fù)性由小到大的順序為H、C、O；（2）在一定條件下,甲醇(沸點64.7℃)可轉(zhuǎn)化為乙酸甲酯(CH3COOCH3,佛點57.1℃)

①乙酸甲酯分子中除了碳氧雙鍵中含一個鍵和一個鍵外，另有9個鍵，故鍵和鍵的個數(shù)之比為10：1；②甲醇與乙酸甲酯的混合物因沸點接近而不易分離，乙酸甲酯不易與水形成氫鍵，而甲醇易與水形成氫鍵使甲醇沸點升高，使得乙酸甲酯容易從混合物中蒸出，故工業(yè)上用蒸餾的方法分離二者時常先加適量水；（3）①T-碳與金剛石是由碳形成的不同單質(zhì)，互稱為同素異形體；金剛石的晶胞是18個碳原子（頂點8個,面心上下左右前后6個,體內(nèi)兩層對角線各2個共4個）,運用切割法, 一個晶胞中的應(yīng)是個碳原子；T-碳的晶體結(jié)構(gòu)可以看成金剛石晶體中每個碳原子被- 一個由四個碳原子組成的正四面體結(jié)構(gòu)單元取代，故含有碳個數(shù)為32個；②T-碳的密度非常小，約為金剛石的一半，而根據(jù)構(gòu)成原子的數(shù)目，質(zhì)量為金剛石的4倍，根據(jù)V=，T-碳晶胞的體積應(yīng)該是金剛石的8倍，而邊長=，則邊長為金剛石的2倍，即T-碳晶胞的邊長和金剛石品胞的邊長之比為2：1。